打开抖音互联网会发生什么|青训营笔记

这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的第2篇笔记

网络接入-互联网

网络接入-路由

• 同网段
  • 在网段通信时，数据包中的地址就是源IP，目标IP，源MAC，目标MAC
  • 同网段不一定接入了一个同物理逻辑交换机，有可能接入了软件定义网络的虚拟同网段
• SDN（软件定义网络） 其核心技术OpenFlow通过将网络设备的控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。

• 跨网段
  • 在局域网内部，首先将目标MAC设置为网关MAC，当网关MAC收到后，将目标MAC地址改成下一跳的MAC地址，不断跳跃，直到达到目标ip。
  • ARP协议
    • 同网段才能发送ARP，广播不能跨网段
    • 主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到局域网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址
    • 请求时是广播，应答时是单播
    • 免费ARP
      • Gratuitous ARP，也称为“无故ARP”，在没有人问自己的情况下，无缘无故自问自答
      • 免费ARP本质上是ARP报文
      • 免费ARP数据链路层destinationMAC为广播地址
      • 免费ARP的senderIP和targetIP一致，都是自己的IP地址
      • 免费ARP响应也是可能有回复的
      • ARP Probe可以看成免费ARP，虽然senderIP全0
    • ARP代理
      • 出现跨网段的ARP请求时，路由器将自己的MAC返回给发送ARP广播请求发送者，实现MAC地址代理（善意的欺骗），最终使得主机能够通信。
• 路由一定是对称的吗？

路由不一定是对称的，在网络中有多条路径可以选择

• 路由工作在哪一层协议？
  • 网络层
• 路由是改的IP地址吗？
  • 不是，是改mac地址，源IP地址和⽬标IP地址在传输过程中是不会变化的，只有源MAC和⽬标 MAC ⼀直在变化。 动态路由BGP/OSPF

IP协议

唯一标识，互联网通用。

• Mac地址为什么不能代替IP地址？
  • 向下兼容的问题，通过ip地址统一了二层协议
  • IP 地址是和地域相关，可以简化路由过程
• IP地址为什么不能代替MAC地址
  • 因为 IP 地址是要设备上线以后，才能根据他进入了哪个子网来分配的，在设备还没有 IP 地址的时候（或者分配 IP 地址的过程中），我们还需要用 MAC 地址来区分不同的设备。
• ipv4不够用，一般怎么解决？
  • NAT
    • 多个内网客户端访问一个目标地址+端口，源端口恰好冲突了？
    • ip+端口一起修改

DNS

• 递归解析\

1. 客户端发送www.douyin.com的解析请求
2. 递归解析器去问“.”,com.去哪解析
3. 递归解析器去问“com.”,douyin.com在哪 4. douyin.com告诉递归解，www.douyin.com解析到xxx

• 传输协议
  • UDP协议

TCP协议

• 拔掉网线，连接会断吗
  • 当在发送数据过程中拔掉网线，长时间未得到回应，会引发超时重传，当重传到一定次数后，连接就会中断。当不发送数据时，如果不触发keepalive retry timeout，连接一直存在。
• 三次握手
  • 经典八股
• TCP传输
  • 经典八股
• TIME_WAIT有啥用
  当客户端收到服务器端的结束报文后，并没有直接进入CLOSED状态，而是进入TIME_WAIT状态。客户端连接要等待2MSL(Maximum Segment Life, 报文段最大生存时间)的时间，才能完全关闭，MSL是TCP报文段在网络中的最大生存时间，标准文档RFC 1122的建议值是2min。
  • 可靠的终止TCP连接
  • 保证让迟来的TCP报文段有足够的时间被识别并丢弃
• 丢包怎么办？
  • 重传,经典八股
• 滑动窗口？
• 流量控制？

HTTP/HTTP1.1

• 为什么不直接用TCP通信？
  HTTP依然时TCP，只是做了一层封装，使网络模型分层，有利于开发和实际使用。
• HTTP1.1做了哪些优化？
  • 长连接
  • 部分传输
  • HOST
  • 缓存

HTTPS

• 对称加密和非对称加密
  对称加密和解密过程使用同一个密钥；
  非对称加密中加密和解密采用公钥和私钥两个密钥，一般使用公钥进行加密，使用私钥进行解密。
• 密钥的合法性认真
  通过第三方CA实现认证，实现非对称加密
• SSL/TLS握手